國外工程機械新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)與發(fā)展趨勢

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摘要：自90年代以來，國外工程機械進入了一個新的發(fā)展時期，在廣泛應(yīng)用新技術(shù)的同時，不斷涌現(xiàn)出新結(jié)構(gòu)和新產(chǎn)品。繼完成提高整機可靠性任務(wù)之后，技術(shù)發(fā)展的重點在于增加產(chǎn)品的電子信息技術(shù)含量，努力完善產(chǎn)品的標準化、系列化和通用化，改善駕駛?cè)藛T的工作條件，向節(jié)能、環(huán)保方向發(fā)展。由于工程機械涉及的機種較多，本文重點以輪式裝載機（以下簡稱“裝載機”）為例，就其技術(shù)現(xiàn)狀、新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)，以及發(fā)展趨勢作簡單介紹。

關(guān)鍵詞：建筑機械 機械技術(shù)

新技術(shù)與新結(jié)構(gòu)

　　近幾年，國外工程機械產(chǎn)品以信息技術(shù)為先導(dǎo)，在發(fā)動機燃料燃燒與電控、液壓控制系統(tǒng)、自動操縱、可視化駕駛、精確定位與作業(yè)、故障診斷與監(jiān)控、節(jié)能與環(huán)保等方面，進行了大量的研究，開發(fā)出許多新結(jié)構(gòu)（或系統(tǒng)）和新產(chǎn)品，提高了工程機械的高科技含量，促進了工程機械的發(fā)展。

1．計算機輔助鏟土運輸技術(shù)與G PS定位（全球定位系統(tǒng)）

　　卡特彼勒將其雄偉計劃命名為采礦鏟土運輸技術(shù)系統(tǒng)（M ETS）。M ETS包括多種多樣的技術(shù)產(chǎn)品，如無線電數(shù)據(jù)通信、機器監(jiān)測、診斷、工作與業(yè)務(wù)管理軟件和機器控制等裝置。由以下三部分組成：1）計算機輔助鏟土運輸系統(tǒng)（CAES）。包括機載計算、cm級G PS微波定位和高速無線電通信三項技術(shù)。在運行中，機載系統(tǒng)通過無線電接收整個無線網(wǎng)絡(luò)中的鏟土運輸數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)或現(xiàn)場規(guī)劃數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)都顯示在駕駛室內(nèi)的一個屏幕上，司機在駕駛室內(nèi)能直觀地了解機器的作業(yè)位置，并準確地判斷需要挖掘、回填或裝載的土方量。2）關(guān)鍵信息管理系統(tǒng)（V IM S）。V IM S監(jiān)測機器中極其關(guān)鍵的性能與作業(yè)參數(shù)，并且通過無線電將數(shù)據(jù)從該機器傳送到業(yè)主辦公室?？闪⒓捶治鰯?shù)據(jù)以便估量機器的當前狀態(tài)，或加以收集和整理，以便顯示機器的作業(yè)趨勢。3）C AESo ffice軟件。這種軟件與來自裝有C AES的機器的數(shù)據(jù)相結(jié)合，產(chǎn)生一個集成的現(xiàn)時作業(yè)模型，使業(yè)主能在接近實時條件下對現(xiàn)場或遠處監(jiān)控各種作業(yè)。

2．推土機定位系統(tǒng)與虛擬推土

　　目前，卡特彼勒公司、模塊采礦系統(tǒng)公司、Le ica和特林布爾導(dǎo)航設(shè)備有限公司均可獨立提供基于G PS的推土機定位系統(tǒng)，大大提高推土機的作業(yè)生產(chǎn)率。

　　卡特彼勒的D O ZSIM1．5，是一種極易使用的計算機程序，可計算推土機的作業(yè)生產(chǎn)率。該軟件包與W im d ow s兼容，采用3D模擬技術(shù)分析推土機距離、坡度、工場設(shè)計參數(shù)，并可輸出總土方量（壓實或松散）、每趟移走的土方量、每小時移走的土方量、每趟總耗時、每趟總成本、總系統(tǒng)生產(chǎn)率等大量信息。計算機精度高于C AD系統(tǒng)。

　　Le ica采用G PS技術(shù)的D o ze r 2000導(dǎo)航系統(tǒng)，在無需勘察標樁的情況下，允許司機精確地控制推土機的鏟刀板和機器的位置，實現(xiàn)虛擬推土作業(yè)。

　　模塊采礦系統(tǒng)公司的推土機定位系統(tǒng)有助于司機完成諸如坡度與推土任務(wù)。駕駛室內(nèi)安裝有圖像控制臺，向司機顯示機器在作業(yè)區(qū)內(nèi)的位置，并實時顯示關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)，如鏟刀角度或被移動的土方體積。

　　T r im b le的產(chǎn)品是Site V isio n G PS，可實現(xiàn)坡度的精確控制，駕駛室內(nèi)可視化顯示系統(tǒng)指導(dǎo)司機精確作業(yè)，精度可達cm級。

3．裝載機新技術(shù)與新結(jié)構(gòu)

　　為了提高裝載機的作業(yè)生產(chǎn)率，自90年代以來，各生產(chǎn)廠商在廣泛采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的同時，經(jīng)過不懈地努力，相繼研制出許多超強功能的系統(tǒng)。現(xiàn)列舉如下：1）行駛平穩(wěn)性控制系統(tǒng)———在動臂舉升油缸液壓回路中增加一個蓄能器，以衰減工作裝置在機器行駛過程中產(chǎn)生的振動，減少裝載機的顛簸。2）附著力控制系統(tǒng)———在每個車輪上安裝一個速度傳感器，自動將所需的制動力施加到車輪上，并將扭矩傳給與之緊密相連的車輪，便于裝載機直線行駛及轉(zhuǎn)向。3）動力電子控制／管理系統(tǒng)———根據(jù)傳動裝置及液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出功率，以滿足不同作業(yè)工況的需要，提高燃料的經(jīng)濟性。4）發(fā)動機自動控制系統(tǒng)———當裝載機處于非作業(yè)工況時，自動降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，減少燃料消耗及發(fā)動機噪音。5）關(guān)鍵信息顯示／管理系統(tǒng)———采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，在辦公室的控制中心實時監(jiān)控裝載機的作業(yè)狀態(tài)，據(jù)此向司機提供基于文字提示的精確的故障診斷信息。6）轉(zhuǎn)向變速集成控制系統(tǒng)———取消傳統(tǒng)的方向盤和變速桿，將轉(zhuǎn)向與變速操縱裝置集成為一個操縱手柄，并采用簡單的觸發(fā)式方向控制開發(fā)和選擋用的分裝式加速按鈕。利用肘節(jié)的自然動作左右扳動操縱桿，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向；利用大拇指選擇按鈕，實現(xiàn)前進與后退、加速與減速行駛